半透明的太阳能电池用热镜能力

韩国研究团队创建了半透明的钙钛矿型太阳能电池展示高功率转换效率和阻止红外灯，使它们太阳能窗户大候选人同时传输可见光。

现代建筑师喜欢打造外景设计主要从艺术玻璃或成本观点。科学家，然而，走一步，看到了其潜在的能力，以利用太阳能的机会。研究人员因此探究了如何使太阳能电池，透明或半透明作为一种替代材料为玻璃，但这已被证明是一个具有挑战性的任务，因为太阳能电池需要吸收阳光，产生的电力，并且当它们是透明的它减少了其能源效率。

今天典型的太阳能电池由晶体硅，但很难使他们半透明。正在开发的半透明太阳能电池使用，例如，有机或染料敏化的材料，但相比结晶硅为基础的细胞，其功率转换效率是相对较低。钛矿是混合有机-无机卤化物基于光伏材料，生产成本低、 易于制造。作为钙钛矿型太阳能电池的效率已迅速增加到水平的硅技术在过去几年，他们最近受到很大关注。

使用钛矿，韩国研究小组由韩国先进科学研究所及技术 （高等科技研究所） 的电气工程学校教授 Seunghyup 柳和成均馆大学化学工程学院教授南圭公园开发半透明的太阳能电池的效率很高，另外，功能非常有效地作为热镜。

这个团队开发了顶的透明电极 (TTE) 可以跟钙钛矿型太阳能电池。在大多数情况下，成功实现半透明的太阳能电池的关键是要找到与给定的光敏材料系统，也是钙钛矿型太阳能电池兼容 TTE。拟议的 TTE 是栈的基础多层组成的金属膜夹在高折射率 （高指数） 层和界面缓冲层之间。这 TTE，列为最上面的层，可以编写不破坏钙钛矿型太阳能电池的原料。不同于传统的透明电极仅侧重于发射可见光，拟议的 TTE 的同时又反映红外射线通过可见光双重的作用。半透明的太阳能电池用建议 TTEs 展出平均功率转换效率高达 85.5%红外发生排斥反应的 13.3%。

小组认为，如果半透明的钙钛矿型太阳能电池的实际应用规模的扩大，他们可用于在 windows 中太阳能建筑和汽车，不仅产生电能，还可使智能热管理对于室内环境，从而更有效地利用太阳能。

该团队设计的透明电极 (TE) 堆栈中三层︰ 银 (Ag) 薄膜放置在底部的三氧化钼 (MoO3) 的界面层和顶高指数介电层的硫化锌 (ZnS) 之间。这种三层的做法一直被称为增加整体可见光透过率的金属薄膜通过索引匹配技术，用于抗反射涂层的眼镜除外，本案涉及金属层的技术本质上是相同的手段。

传统上，当 TE 基于金属的薄膜，如银，这部电影应该是极薄的例如，7-12 纳米 (nm)，获得透明度和，因此，传输可见光。然而，团队在这项研究采取不同的办法。他们提出 Ag TE 两次或三次厚 (12-24 nm) 比传统的金属薄膜，并作为结果，它反映了更多的红外线光。高折射率的硫化锌层在保持拟议 TTE 高甚至以相对较厚的 Ag 膜可见光透射比，其厚度仔细优化为最大的破坏性干扰，导致低反射率 （和因此高透光率） 在其可见光范围内时至关重要的作用。

小组证实半透明的钙钛矿型太阳能电池热镜像功能通过在其中一个卤素灯照亮了五分钟通过三种介质对象实验︰ 一个窗口的光秃的玻璃、 汽车的着色膜和拟议半透明钙钛矿型太阳能电池。红外 (IR) 相机带热图像的对象以及每个窗口的表面。物体的温度，透过玻璃窗，暴露时上升到 36.8 摄氏度度而着色膜和细胞允许该对象来保持摄氏 27 度。着色膜吸收光块的太阳能，所以薄膜的表面变热的因为它虽然不断暴露在灯光，但是拟议的半透明太阳能电池保持冷静，因为它拒绝太阳热能，通过反射，而不是吸收。拟议的单元格的太阳能总拒绝 (TSER) 是高达 89.6%。

韩国科学技术院教授柳说，”这项工作的主要贡献是发现透明电极技术适合半透明的钙钛矿型细胞，提供充分的潜力，它可以进一步提供作为除了它的主要作用为电极的热镜的设计方法。目前的工作可以进行进一步微调包括彩色的太阳能电池并纳入灵活或卷曲的形式因素，因为它们将允许更大的设计自由，因此，提供更多的机会，让他们融入现实世界的对象，诸如汽车、 建筑物和房屋结构”。

第一作者是 Hoyeon Kim 和 Jaewon 医管局，在韩国科学技术院，电气工程学院攻读博士学位和许善 Kim，成均馆大学化学工程学院的一名学生。本研究主要支持气候变化研究枢纽程序的韩国科学技术院。